锌系统除铁工艺探讨VIP专享VIP免费

硫酸锌生产除铁工艺探讨2012年3月23日目录一、硫酸锌生产除铁的重要性和意义二、硫酸锌生产除铁工艺介绍三、中和水解法•（一）低铁氧化•（二）高铁水解•（三）氢氧化铁胶体的凝聚和净化作用•四、小结一、硫酸锌生产除铁的重要性和意义硫酸锌生产过程中的沉淀除铁问题，在湿法冶金中最具代表性。硫化锌精矿一般有5-15%的铁，浸出过程中锌和其他有色金属进入溶液时，铁也不同程度地进入溶液。无论是传统焙烧工艺铁酸锌的处理，还是氧压浸出工艺中铁的析出，其目的均为了锌铁分离，因此除铁显得尤为重要。二、硫酸锌生产除铁工艺介绍（一）氧化铁水合物（Fe2O3·nH2O）1、三水氧化铁——Fe2O3·3H2O，即Fe(OH)3——中和水解法2、一水氧化铁——Fe2O3·H2O，即FeOOH——针铁矿法3、半水氧化铁——Fe2O3·0.5H2O或2Fe2O3·H2O4、一水半氧化铁——Fe2O3·1.5H2O或2Fe2O3·1.5H2O5、两水氧化铁——Fe2O3·2H2O（二）无水氧化铁1、氧化亚铁——FeO2、氧化铁——Fe2O3——赤铁矿法3、四氧化三铁——Fe3O4——污水处理（三）复盐和络盐由简单的盐进一步组成的较复杂的化合物称为复盐或络盐，如：复盐：(NH4)2SO4+FeSO4(NH4)2Fe(SO4)2（模尔盐）络盐：Fe(CN)2+4KCNK4[Fe(CN)6]（亚铁氰化钾）1、复盐代表：明矾、黄钾铁矾所谓矾是指由两种或两种以上金属的硫酸盐所组成的复盐。通常是三价金属离子，如Al3+、Fe3+、Cr3+、V3+等最容易生产矾。明矾：KAl(SO4)2·12H2O，是最常见的矾之一。黄钾铁矾：AFe3(SO4)2(OH)6或A2O·3Fe2O3·4SO3·6H2O。其中A为一价阳离子，如K+、Na+、NH4+、Rb+、Ag+、Pb2+/2或H3O+等。2、黄钾铁矾由于黄钾铁矾具有溶解度小、易于结晶、晶粒大等特点，用于湿法炼锌除铁工艺。（四）铁化合物小结（五）炼锌工业除铁实践湿法炼锌工业生产中除铁的方法有中和水解法、针铁矿法、赤铁矿法、黄钾铁矾法。1、中和水解法——先氧化，再中和水解的除铁作业适用于低铁浓度（[Fe]≈1g/l）的除铁方法，该法属于常规浸出过程，中性浸出条件下先氧化再中和的除铁作业：•浸出温度60-70℃;浸出液固比10-15：1•浸出始酸浓度30-40g/l;浸出终点pH值4.8-5.4•浸出时间1.5-2.5h。高铁水解的反应：•Fe3++3OH-↔Fe(OH)3或Fe3++3H2O↔Fe(OH)3+3H+•反应过程中产生了H+（酸）。2、针铁矿法——先还原，再中和氧化水解的除铁作业总反应方程式：•Fe2(SO4)3+ZnS+1/2O2+3H2O=ZnSO4+Fe2O3·H2O（或2FeOOH）+S0+2H2SO4•反应过程中产生了H+（酸）。针对针铁矿法有两条实施途径：（1）V.M法a、还原将含Fe3+的浓溶液用过量15~20%的ZnS精矿在85~90℃条件下还原成Fe2+：2Fe3++ZnS=2Fe2++Zn2++S0还原率可达90%以上。b、中和氧化水解在80~90℃条件下，Fe2+状态下加锌焙砂中和至pH=2~3.5，并用氧气氧化：2Fe2++1/2O2+2ZnO+H2O=2FeOOH+2Zn2+（2）E.Z法（亦称稀释法）将热酸浸出液均匀缓慢地加入到强烈搅拌的沉铁槽中（实际就是将浸出液[Fe3+]浓度加以稀释），Fe3+加入速度等于沉铁速度，并实时添加中和剂以维持体系pH值恒定在3.0~3.5，得到的铁渣组成为Fe2O3·0.64H2O·0.2SO3。•小结：两种方法无论哪种都必须做到控制体系中[Fe3+]<1g/l，务必避免[Fe3+]浓度过高，引发大量水解生成Fe(OH)3胶体；且控制一定的pH值。3、赤铁矿法——先还原，再中和，最后氧化水解（高温高压）的除铁作业日本饭岛冶炼厂：（1）还原中性浸出渣与废电解液在高压SO2下，95~100℃时进行作用，其结果是Fe3+被还原为Fe2+：2Fe3++SO2+2H2O=2Fe2++SO42-+4H+（2）预中和在用H2S除铜之后，溶液经过两段用石灰中和控制到pH=4.5，产出的石膏供销售。（3）氧化水解铁以FeSO4形式存在，在中和时保留在溶液中，加热至180~200℃，经过3h在1.3~2.0MPa压力作用下，设备采用高压釜，铁以α—Fe2O3沉出：2Fe2++1/2O2+2H2O=Fe2O3+4H+•反应过程中产生了H+（酸）。沉铁后溶液含铁1~2g/l，加上洗涤过程反溶的铁，脱铁后溶液含铁只有、4g/l左右，沉铁率达到90%左右。德国Datteln电锌厂：对上述工艺加以改进，还原采用ZnS精矿，不需建SO2液化工厂；预中和采用锌焙砂作中和剂，不存在石膏销售问题。但控制过程始终不如日本饭岛冶炼厂稳定。4、黄钾铁矾...